Ecco come le rane freccia velenose conservano in modo sicuro le sostanze tossiche nella loro pelle.

Le tossine trovate sulla pelle delle ranocchie velenose possono arrivare lì attraverso dei taxi molecolari.

Come gruppo, le ranocchie velenose (Dendrobatidae) ospitano una varietà di più di 500 composti tossici chiamati alcaloidi che gli anfibi acquisiscono da una dieta costante di insetti (SN: 9/3/03). Ma come queste tossine, che aiutano a difendersi dai predatori, arrivano dall'intestino di una rana alla sua pelle, è stato fino ad ora un mistero.

Ora, gli scienziati hanno identificato una proteina che può trasportare almeno alcune tossine. La proteina, chiamata globulina di legame degli alcaloidi, o ABG, potrebbe prendere gli alcaloidi dal sangue o dall'intestino della rana e trasportare le tossine alla pelle come difesa chimica, secondo quanto riferito dai ricercatori il 19 dicembre in eLife. La proteina appena identificata presenta somiglianze con altre proteine che trasportano gli ormoni nei mammiferi. Una somiglianza del genere potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare proteine simili che potrebbero, ad esempio, assorbire le tossine per il trattamento di sovradosaggi umani.

È la prima volta che i ricercatori identificano una proteina che trasporta le tossine nell'organismo delle ranocchie velenose, afferma Roberto Márquez, un genetista evoluzionista ed erpetologo presso l'Università del Michigan ad Ann Arbor, che non ha partecipato al lavoro.

I ricercatori hanno a lungo pensato che ci fosse un grosso componente metabolico riguardo a come "le ranocchie velenose esistano solo come una palla di tossine", afferma Márquez. Le proteine capaci di legarsi agli alcaloidi erano i principali sospettati, dice, perché ciò permetterebbe di ottenere le tossine dalla dieta, "trasferirle alla pelle e non morire cercando di farlo".

La biologa Aurora Alvarez-Buylla dell'Università di Stanford e i suoi colleghi sono riusciti a trovare una proteina legante alcaloide di questo tipo facendo pesca con degli esche molecolari. In provette di laboratorio, il team ha mescolato un'esca chimica simile a un alcaloide di ranocchio velenoso ben studiato chiamato pumiliotossina con la porzione liquida del sangue delle ranocchie velenose Diablito (Oophaga sylvatica). ABG è emersa come la proteina di ranocchio più comune che si è attaccata all'esca. I ricercatori hanno identificato anche proteine simili in altre due specie.

In provette di prova, la proteina appena scoperta ha mostrato un'affinità per la pumiliotossina, assorbendo gran parte dell'alcaloide disponibile. Le analisi genetiche di ranocchie Diablito selvatiche raccolte in Ecuador suggeriscono che ABG viene prodotta nel fegato delle rane. Ulteriori esperimenti utilizzando marcatori fluorescenti per localizzare la proteina nei tessuti suggeriscono che ABG si sposta quindi dal fegato all'intestino e alla pelle.

Ma ABG è una proteina "biochimicamente promiscua", afferma Alvarez-Buylla. In laboratorio, si legava anche ad altre tossine di ranocchio velenoso come epibatidina e decaidrochinolina. Questo è sorprendente, dice, dato che alcune proteine tendono ad essere specifiche riguardo ai tipi di piccole molecole a cui si legano. E ci sono ancora centinaia di altre tossine che il team non ha testato, quindi "c'è sicuramente altro da esplorare qui."

Márquez concorda. È sicuramente una domanda aperta quanti alcaloidi ABG può raccogliere, dice, e se ciò sia comune in tutto l'albero genealogico delle ranocchie velenose.

È anche sconosciuto come la proteina compia il suo lavoro. Forse ABG ha un meccanismo preciso per quando prende e rilascia composti velenosi, dice Márquez, "oppure forse le rane li resistono comunque e questo è solo come un carrettino che trasporta le cose in giro." Con un caso "molto splendidamente risolto", è entusiasta di capire come le ranocchie velenose gestiscano tutte le loro innumerevoli tossine.